质子交换膜燃料电池的“产学研”技术成果
1.气体扩散层（GDL）与膜电极（MEA）研发
G-Lab自制气体扩散层：型号GL23，含0.19mm 厚Toray 060碳纸基材和自制微孔层（MPL）。
透气性比较
GL23气体扩散层的MPL的接触角
| 测试次数 | Theta [deg] | |
| 1 | 159.5 | |
| 2 | 168 | |
| 3 | 157.5 | |
| 4 | 164.6 | |
| 5 | 161.4 | |
| 平均值 | 162.2 ±4.16 | |
| MPL面 |
G-Lab MEA和Gore MEA性能对比（右表为具体数值）
G-Lab MEA测试数据
Gore MEA测试数据
重要背景信息
1.膜电极基本特征描述
（1）膜电极活性面积：G-Lab膜电极和Gore均为25c㎡；
（2）催化层制备方法：G-Lab采用CCM法涂层；
（3）膜电极的材料描述：
（a）G-Lab膜电极：15um厚Gore膜，自制气体扩散层GL23，JM9100催化剂；
（b）Gore膜电极（Gore公司生产）：15um厚度质子交换膜，气体扩散层和其它材料型号未知。
2.膜电极性能评价描述
（1）两种膜电极的评价设备是日本CHINO公司的5100燃料电池测试台；
（2）两种膜电极的活化方法完全相同，采用三步法活化[*]，图中两种膜电极性能均取三步法中第三步的性能；
（3）图中三种膜电极的测试条件完全相同：
（a）氢气和空气的压力均为常压（ambient pressure）；
（b）氢气和空气的增湿温度分别为60℃，电池温度为70℃，氢气和空气在电池入口处的相对湿度约为63.5%；
（c）氢气和空气的气体利用率分别为68%和40%。
重要背景信息
双盲测试：G-Lab 的GL23气体扩散层由中间人送到某公司进行测试，在膜电极测试及获得实验结论的整个过程中，G-Lab和该公司都不知道对方是谁，即双盲测试。
双盲测试的意义：完全排出了非样品本身的外在干扰因素。
具体操作：该公司首先采用商用的CCM和商用的气体扩散层制备了25c㎡的标准膜电极，并进行测试，即下图和表中的standard的性能；此后，该公司采用相同的商用CCM和两片GL23气体扩散层制备成25cm2膜电极，并进行测试，该膜电极就是下图和表中的X。
| 测试条件和流程 | |
| 电池温度 | 75℃ |
| 阴/阳极气体 | Air/H2 |
| 阴/阳极背压 | 100kPa |
| 阴/阳极露点温度 | 49℃/55℃ |
| 阴/阳极气体流量和化学计量比 | 0.511L/min/0.178 L/min 1.8:1.5 |
| 测试流程 | 0A/c㎡至2.8A/c㎡，每个电流下稳定6min，取最后2min内点的平均值记录数据。 |
X和Standard 两种 MEA性能对比
（右表为2 A/c㎡及以上的具体数值）
| Current density (A/c㎡) | X(V) | standard(V) |
| 2.0 | 0.603 | 0.546 |
| 2.2 | 0.585 | 0.501 |
| 2.4 | 0.57 | 0.429 |
| 2.5 | 0.564 | - |
| 2.6 | 0.557 | - |
| 2.8 | 0.539 | - |
X和Standard 两种 MEA测试数据
2.电堆和系统研发
2006年，在国际期刊上首次详细报道了采用CCM法制备600c㎡大活性面积膜电极的工艺过程以及基于该膜电极开发的10kW级水冷电堆。
2016年，采用薄型石墨双极板技术以及新的膜电极技术，在实验室中将10kW水冷电堆的体积缩小到原来的三分之一。
2012年开发了100W空冷型质子交换膜燃料电池堆（左图），
2014年该电堆的发明专利授权（右图）。
2018年，通过优化电堆结构设计和提高膜电极性能，空冷型电堆的比
功率提升到440W/kg（左图：200W电堆），该项目获得2018年第十
一届全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛二等奖（右图）。
为空冷型质子交换膜燃料电池开发了无需用电的全气动小型粉末水
解制氢原理性装置（左图），该装置可以以硼氢化钠粉末、氢化镁粉
末以及铝粉等任何含氢粉末为原料，发生流量稳定（2升/分钟）、
纯度大于99.99%的氢气，2014年该装置的发明专利授权（右图）。
5kW PEMFC系统（图中左侧）
天然气燃料处理系统（图中右侧：与同济大学李明教授合作开发）
大型水冷电堆测试系统（图中左）
电堆的装配和测试一体装置（图中右）
电堆的装配和测试一体装置
授权发明专利
基于PEMFC技术的微流氧（MFO）伤口治疗仪“产学研”技术成果
1.原理和应用
微流氧（Microfluidic Oxygen, MFO）伤口治疗仪（左图）
治疗原理（右图）
治疗前
治疗后
女性手臂，推高糖治疗失败引起的医疗事故，采用伤口治疗仪之前伤口存在两个多月，重度感染，可以看见明显的绿色霉变，其他治疗方法都失效。采用伤口治疗仪治疗37天后痊愈。
治疗前
治疗后
女性，91岁，骨折住院多日，不能自主进食，期间依靠输液维持生命，褥疮存在1个多月，在使用伤口治疗仪前常规方法治疗无效，褥疮扩大。采用伤口治疗仪治疗约100天痊愈。
微流氧（MFO）伤口治疗仪治疗典型案例
2.专利和资质
中国专利
美国专利
日本专利
中国大陆地区注册证
中国香港地区注册证
CE认证
ISO认证
G-Lab相关专利和标准汇总
国外专利
[GP] 授权美国专利：US 9580820B2 Self-breathing electrochemical oxygenerator
[GP] 授权日本专利：3202647 電気化学酸素発生器
中国专利
（1）发明专利
[GP] 授权公告号：CN113108843B一种微氧气发生器及其产氧部件的检测治具和检测方法
[GP] 授权公告号：CN113599236B 一种微流量氧气创面治疗系统
[GP] 授权公告号：CN113549944B 一种微量氧气发生模块的制备方法及其治具组件
[GP] 授权公告号：CN112522728B 微量氧气发生模块及其纯氧发生系统
[GP] 授权公告号：CN102013493B 空冷型质子交换膜燃料电池双极板
[GP] 授权公告号：CN102790230B 空冷型质子交换膜燃料电池
[GP] 授权公告号：CN102786031B 粉末水解制氢装置
[GP] 授权公告号：CN102683716B 双极板膜电极组合体
[GP] 授权公告号：CN102074720B 质子交换膜燃料电池堆的装配和测试一体装置
[GP] 授权公告号：CN102211000B 带中间排气管的定量下液结构
[GP] 授权公告号：CN102034987B 预处理质子交换膜燃料电池碳纸的浸滞和甩干装置
[GP] 授权公告号：CN101552339B 低温催化石墨化质子交换膜燃料电池双极板的制备方法
[GP] 授权公告号：CN101587962B 质子交换膜燃料电池冷却系统
[GP] 授权公告号：CN101388463B 质子交换膜水电解电池膜电极及其制备方法
[GP] 授权公告号：CN100385184C 燃料电池和空气源热泵热水器的联合系统
[GP] 授权公告号：CN100346521C 具有空气分流预热段的质子交换膜燃料电池组
[GP] 授权公告号：CN105040021B 一种纯氧发生组件的结构及包含该组件的微氧治疗仪
[GP] 授权公告号：CN103173781B 一种自呼吸式电化学制氧系统
[GP] 授权公告号：CN103205771B 自呼吸式电化学制氧机的一种保存方法和一种使用方法
[GP] 授权公告号：CN102851681B 自呼吸式电化学制氧机
[GP] 授权公告号：CN102330107B 采用粘结剂封装自呼吸式电化学纯氧发生组件
[GP] 授权公告号：CN101969129B 一种膜电极的批量生产方法及其制作模具
[GP] 授权公告号：CN101967651B 自呼吸式电化学制氧机
[GP] 授权公告号：CN102071432B 可更换的自呼吸式电化学制氧机
[GP] 授权公告号：CN101967650B 自呼吸式电化学纯氧发生组件
（2）实用新型专利
[GP] 授权专利号：ZL202120824997.8 一种微氧发生器及其产氧部件的检测治具
[GP] 授权专利号：ZL202121988303.0 一种微流量氧气创面治疗系统
[GP] 授权专利号：ZL2020203232304.0 一种微量氧气发生模块及其纯氧发生系统
[GP] 授权专利号：ZL202120825466.0 一种微量氧气发生模块的治具组件
[GP] 授权公告号：CN2010205560539 一种膜电极批量生产的热压模具
[GP] 授权公告号：CN2014200889410 微氧罩
[GP] 授权公告号：CN201520381167.7 一种微氧治疗仪
[GP] 授权公告号：CN205268679U 一种用于创面治疗的负压微氧装置
（3）外观专利
[GP] 授权公告号：CN303693076S 微氧负压伤口治疗仪
[GP] 授权公告号：CN 201230602326.3 制氧仪
[GP] 授权公告号：CN 201530142507.6 伤口治疗仪
[GP] 授权公告号：CN 201530142828.6 伤口治疗仪（主机）
[GP] 授权公告号：CN 201530142867.6 伤口治疗仪（微氧组件）
标准
[GS] 江苏省二类医疗器械苏食药监（准）字2014第2540401号（伤口治疗仪）注册标准
